Mötesplatsen för dig inom energibranschen, mar, 26 2019
Senaste Nytt

Forskare förvandlade havsvatten till dricksvatten med hjälp av solenergin

Soldestillator testas av forskare i liguriska havet, vid Varazze, Italien. Foto: Kredit: Politecnico di Torino
Soldestillator testas av forskare i liguriska havet, vid Varazze, Italien. Foto: Kredit: Politecnico di Torino
Publicerad av
Markku Björkman - 08 jan 2019

Italienska ingenjörer har utvecklat innovativ lågkostnadsteknologi för att förvandla havsvatten till dricksvatten. För det behöver man använda enbart solenergi.

Enligt FAO:s uppskattning kommer nästan 2 miljarder människor år 2025 att inte ha tillräckligt med dricksvatten för att kunna tillgodose sina dagliga behov.

En av de möjliga lösningarna på detta problem är avsaltning, en metod som går ut på att behandla havsvatten för att göra det drickbart.

Att ta bort salt från havsvatten kräver emellertid 10 till 1000 gånger mer energi än traditionella metoder för söt- och dricksvattenförsörjning, nämligen pumpning av vatten från floder eller brunnar.

Ett team ingenjörer från italienska Institutet för energi vid Politecnico di Torino har tagit fram en ny teknisk metod, med vars hjälp det är möjligt att avsalta havsvatten på ett hållbart och billigt sätt genom att använda solenergin mer effektivt.

Jämfört med tidigare lösningar kan den utvecklade tekniken faktiskt fördubbla mängden vatten som produceras vid given kvantitet solenergi. Metoden kan bli föremål för ytterligare effektivitetsförbättringar inom en snar framtid.

Det var ett team unga forskare, som bestod av Eliodoro Chiavazzo, Matteo Morciano, Francesca Viglino, Matteo Fasano och Pietro Asinari från Multi-Scale Modeling Lab, som nyligen publicerade sina undersökningsresultat i tidskriften Nature Sustainability.

Arbetsprincipen för den föreslagna tekniken är väldigt enkel:

- Vi undersökte olika växter och plantor, som transporterar vatten från rötter till blad med hjälp av kapillaritet och transpiration. På samma sätt kan vår flytande anordning samla och föra vidare havsvatten med hjälp av ett billigt poröst material och därigenom undvika användningen av dyra och besvärliga pumpar. Det uppsamlade havsvattnet uppvärms sedan av solenergin, som bidrar till utsöndring av salt från förångningsvattnet. Denna process kan underlättas genom membran som placeras mellan förorenat vatten och dricksvatten för att undvika deras blandning på samma sätt som vissa växter kan överleva i marina miljöer, i likhet med mangroverna, förklarade Matteo Fasano och Matteo Morciano.

Den konventionella "aktiva" avsaltningstekniken behöver kostsamma mekaniska eller elektriska komponenter (t.ex. pumpar och/eller styrsystem) och kräver dessutom specialiserade tekniker för installation och underhåll, men det avsaltningsförfarandet som har utvecklats av Politecnico di Torino baseras på spontana processer som uppstår utan hjälp av skrymmande maskiner och kan därför kallas för "passiv" teknik.

- Allt detta bidrar till att göra anläggningen billigare och enklare att installera och reparera. De senare funktionerna är särskilt attraktiva i kustområden som drabbas av en kronisk brist på dricksvatten och som ännu inte har klarat av att skapa centraliserad infrastruktur eller har tillgång till nödvändiga finansiella medel, förklarade Matteo Fasano.

Hittills har en välkänd nackdel med "passiv" teknik för avsaltning varit låg energieffektivitet jämfört med den nya aktiva metoden. Forskarna vid Politecnico di Torino har mött detta hinder med kreativitet:

- Medan de tidigare studierna fokuserade mest på hur man maximerar solenergibaseringen har vi istället skiftat uppmärksamheten på en effektivare hantering av den absorberade solvärmeenergin. På så sätt har vi uppnått rekordhög produktivitet med upp till 20 liter dricksvatten per dygn, och detta med hjälp av solen. Orsaken till prestationsökningen är "återvinning" av solvärme i flera kaskadavdunstningsprocesser, i linje med filosofin om "gör mer, med mindre". Tekniken som tillämpades i denna process kallas vanligtvis "multi-effect", och därmed tillhandahöll forskarna de första bevisen att denna strategi kan vara mycket effektiv även när det gäller "passiva" avsaltningstekniker.

Efter att ha utvecklat soldestillatorns prototyp i mer än två år och testat den direkt i det liguriska havet (Varazze, Italien), upptäckte forskarna att denna teknik skulle kunna tillämpas speciellt i isolerade kustområden med brist på dricksvatten men med rikliga mängder solenergi, särskilt i underutvecklade länder. Dessutom är tekniken särskilt lämpad när det gäller att tillhandahålla säkert och billigt dricksvatten under akuta förhållanden, till exempel i områden som drabbats av översvämningar eller tsunami och som är isolerade och avstängda under flera dagar eller veckor från elnätet och vattenledningar. En ytterligare tillämpning för denna teknik är flytande trädgårdar för livsmedelsproduktion, ett intressant alternativ, särskilt i överbefolkade områden.

Forskarna, som nu fortsätter att arbeta med denna fråga inom Clean Water Center på Politecnico di Torino, letar nu efter möjliga industripartner för att göra soldestillatorns prototyp mer hållbar, skalbar och mångsidig.

Till exempel kan andra versioner och storlekar av soldestillatorn användas i kustområden där överutnyttjande av grundvatten förorsakar intrång av saltvatten i sötvattenvattenförekomster, vilket är ett särskilt allvarligt problem i vissa områden i södra Italien.

 

 

 

Annons

Annons

Annons